[发明专利]面热光源及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种面热光源及其制备方法，尤其涉及一种基于碳纳米管的面热光源及其制备方法。

背景技术

从1991年日本科学家Iijima首次发现碳纳米管(Carbon Nanotube，CNT)以来(请参见Helical microtubules of graphitic carbon，Nature，Sumio Iijima，vol354，p56(1991))，以碳纳米管为代表的纳米材料以其独特的结构和性质引起了人们极大的关注。近几年来，随着碳纳米管及纳米材料研究的不断深入，其广阔的应用前景不断显现出来。例如，由于碳纳米管所具有的独特的电磁学、光学、力学、化学等性能，大量有关其在场发射电子源、传感器、新型光学材料、软铁磁材料等领域的应用研究不断被报道。另外，碳纳米管因其良好的导电性和热稳定性以及接近于黑体辐射的发光性质，还可用于热光源。

现有技术中，碳纳米管用于热光源通常从一碳纳米管阵列中拉出碳纳米管丝；将碳纳米管丝缠绕在两个用作电极使用的导线上作为灯丝，当在两个电极间施加一电压时，碳纳米管丝发光。这种碳纳米管光源比现有金属灯丝需求的电能更少，而且碳纳米管具有六圆环状的稳定结构，其在较高温度下也不易发生变化而能稳定存在。然而，这种碳纳米管热光源是一种线性热光源，无法用来制作面热光源。

现有面热光源通常采用钨丝作为灯丝，利用钨具有足够的强度，并能经受高温的优点。通电后使之达到白炽温度，产生热辐射。该类面热光源一般由石英玻璃灯壳、钨丝、支撑圈、封接部分及灯座组成，内充一定量的惰性气体。其中，钨灯丝为直线型螺旋形状，钨丝两端分别与支撑圈连接，支撑圈分别与封接部分连接。支撑圈用来支撑灯丝，封接部分保证灯丝通电的同时又不漏气(惰性气体)。在制成面热光源的过程中，需要将很多螺旋状的钨丝排列成一个均匀的发光面或者将钨丝加工成片状。然而，现有的面热光源具有以下缺点：其一，钨丝是一灰体结构，升温缓慢，热辐射效率低，热辐射传递距离近；其二，现有面热光源的热辐射及光辐射都不均匀；其三，钨丝强度大、加工难度大同时需要在惰性气体的环境下工作。

因此，确有必要提供一种面热光源及其制备方法，所得到的面热光源可以方便制成大面积的热光源，实现均匀的热辐射及光辐射，且该制备方法简单、易于实现。

发明内容

一种面热光源包括一第一电极、一第二电极和一碳纳米管薄膜。该第一电极和第二电极设置于该碳纳米管薄膜上，该第一电极和第二电极之间相隔一定的距离，并与该碳纳米管薄膜表面电接触。该碳纳米管薄膜中碳纳米管为各向同性或沿一个固定方向取向或不同方向取向排列。

所述面热光源进一步还可以包括一支撑体，上述碳纳米管薄膜设置在该支撑体之上。

一种面热光源的制备方法，包括以下步骤：提供一碳纳米管阵列形成于一基底；提供一施压装置，挤压上述碳纳米管阵列获得一碳纳米管薄膜；提供一第一电极和一第二电极，将上述两个电极间隔地设置在上述碳纳米管薄膜的表面上，并与该碳纳米管薄膜表面形成一电接触，从而得到一面热光源。

所述面热光源的制备方法进一步还可以包括提供一支撑体的步骤。所述支撑体的形状大小不限，上述碳纳米管薄膜设置在该支撑体之上。

与现有技术相比较，所述的面热光源及其制备方法具有以下优点：其一，碳纳米管是一理想黑体，具有良好的导电性能以及热稳定性，热辐射效率高，热辐射传递距离远；其二，碳纳米管表面积大，可以方便得制成大面积薄膜，应用于面热光源时可实现均匀的热辐射及光辐射；其三，碳纳米管具有良好的导电性能以及热稳定性，所制备的面热光源具有升温迅速、热滞后小、热交换速度快的特点；其四，碳纳米管薄膜是通过一施压装置挤压碳纳米管阵列获得，制备方法简单，且，依据施加压力方式的不同，可控制碳纳米管薄膜中碳纳米管为各向同性或沿一固定方向取向或不同方向取向排列。

附图说明

图1是本技术方案实施例的面热光源的结构示意图。

图2是图1的II-II剖面示意图。

图3是本技术方案实施例的面热光源的制备方法的流程示意图。

图4是本技术方案实施例制备的各向同性碳纳米管薄膜的扫描电镜照片。

图5是本技术方案实施例制备的择优取向碳纳米管薄膜的扫描电镜照片。

图6是应用图1的面热光源加热物体的结构示意图。

图7是图6的VII-VII剖面示意图。

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本技术方案面热光源，其制备方法及应用其加热物体的方法。